无创式颅内压测量方法及测量仪

摘要

本发明公开了一种无创式颅内压测量方法及实施方法的测量仪，首先使患者头部前产生的振动信号并传输给无创式颅内压测量仪器；由无创式颅内压测量仪器处理提取出病人头部的共振频率，并得出颅内压的测量值；最后在上位机软件界面和液晶显示屏上显示出病人此时颅内压的测量参数。本方法能够实时、快速的诊断，由高性能处理器对信号进行变换与分析，在扫描结束之后几秒之内便可得出结果，可以随时进行测量而不会给病人造成附加影响，从而实时监控状况和掌握变化。

主权项

一种无创式颅内压测量方法，其特征在于，它包括以下实施步骤：第一步：使患者头部前额骨处与一个受控振动发生装置接触，由振动源驱动该装置产生足已覆盖病人头部的恒定幅度的共振和频率的振动信号；第二步：使患者额骨对侧的枕骨处与振动信号接收传感器接触，信号接收传感器接收经颅骨传导过来的振动信号并转为电信号传输给无创式颅内压测量仪器；第三步：由无创式颅内压测量仪器，将振动源振动信号和上述传感器接收的反馈的信号，用分析检测算法进行处理，绘出振动信号经过颅骨的频率响应曲线，提取出病人头部的共振频率；所述的分析检测算法是：无创式颅内压测量仪器先将两路输入信号进行六阶小波滤波，然后再将输入的两路信号进行快速傅里叶变换，将变换的结果对应相除从而得到颅骨的频域响应曲线；在此频谱中且在输入信号的频率范围之内，找到频谱的最大值，此值即为颅骨的共振频率；第四步：再通过颅骨的共振频率和颅内压的一一对应关系，得出颅内压的测量值；第五步：在上位机软件界面和液晶显示屏上显示出病人此时颅内压的测量参数；该方法用的测量仪器，由ARM处理器、扫频电路、功率放大电路、受控振动源、传感器系统、低噪声放大电路、数据采集和转换电路、数字信号处理单元、显示单元和网络模块电联接构成；其中：(1)扫频电路是将ARM核心产生的信号序列在扫描频率宽度为0‑1kHz的范围内调谐出稳定连续的扫频信号/高斯白噪声信号，用于控制振动频率；该扫频电路采用数字频率合成法，包括D/A转换单元和模拟平滑滤波器两部分；合成的数字序列先经过D/A器件形成连续波形，再经过低通滤波器平滑波形；具有10Msps*10bits的转换速率；(2)功率放大电路是将扫频信号或者高斯白噪声信号进行功率放大，使其足以驱动受控振动源；该功率放大电路采用可变电阻增益方式，功率放大范围1‑10倍，可调整到具有最佳响应或病人身体适宜的功率；(3)受控振动源是将电信号波形转化成作用于病人前额处的振动作用力；(4)传感器系统是将颅骨传来的振动信号转为电信号，并由低通滤波电路对接收到的电信号滤除高频噪声；传感电路包括前端检测带宽大于20kHz的高灵敏度加速度传感器，可准确测出枕骨受力，以及后端截止频率为2.5kHz的模拟低通滤波器用于滤除带外噪声，并作为采样电路的抗混叠滤波器；(5)低噪声放大电路是对滤波输出的信号进行合适的抗噪线性放大供后端分析识别；它采用了能够低噪放大和高频退耦的低噪声放大器，该类放大器可直接应用于低频信号放大并能够有效消除波纹、脉冲和高频噪声；(6)数据采集和转换电路用于实时采集传感电路传来的接收信号，同时采集驱动受控振动源的功率输出信号；该信号采集系统在ARM芯片的控制下以2.5倍于信号带宽的速率同时使用两路A/D转换器对扫频部分功率放大电路的输出信号和传感电路接收并去噪的信号进行采样，以采样率固定为2511Hz，精度为24位；(7)数字信号处理单元用于对信号分别进行小波滤波，和快速傅里叶变换，算法求解出颅骨的振动响应函数，完成对共振特征频率的识别和检测；该数字信号处理单元考虑到计算的时延和结果的分辨率，采用高性能DSP分别对采集到的接收数字信号和基准数字信号进行6阶的小波滤波和1024点FFT快速傅里叶变换；(8)ARM处理器作为控制系统核心，以本地脉冲实现原始扫频信号编码序列的产生，同时控制A/D和D/A采集和转换过程，并对整个信号链路的产生、调谐、采集和处理过程进行协调和分配；它依据计算结果调谐出频率范围为0‑1kHz的序列脉冲信号，作为原始数字信号输入给DAC，DAC将数字信号转换为模拟信号输出；(9)液晶屏显示单元将数据以简明的数码显示出来，并提供触屏操作；(10)所述的网络模块，通过网络模块无线通信，将数据上传至具有提醒和待机功能的远程/近程联网设备。